NANO-BIOMATERIALS

Il corso ha come obiettivo quello di fornire le conoscenze di base e intermedie mirate alla produzione e alla caratterizzazione di nano-biomateriali, concentrandosi sulla progettazzione di assemblaggi biomolecolari e il disegno computazionale di costrutti proteici.

Gli obiettivi di apprendimento del corso di Nano-Biomaterials includono: 1) Conoscenze avanzate sulle proprietà, sintesi e applicazioni di nanomateriali in ambito biomedico (conoscenze e capacità di comprensione); 2) Capacità di applicare tali conoscenze nella progettazione di nuovi biomateriali per la medicina rigenerativa e dispositivi diagnostici (applicazione pratica); 3) Valutare criticamente l'efficacia e la sicurezza dei nano-biomateriali (autonomia di giudizio); 4) Comunicare risultati scientifici in modo efficace (abilità comunicative); 5) Acquisire autonomia nell'apprendimento continuo.

Sono richieste conoscenze di livello intermedio di biochimica.

1. Unità molecolari dei bionanomateriali
- Introduzione ai nanomateriali: principi e proprietà
- Biologia su scala nanometrica
- Compartimenti cellulari
- Carboidrati
- Lipidi
- Acidi nucleici
- Proteine
2. Principi strutturali dei bionanomateriali
- Struttura e stabilità biomolecolare
- Ripiegamento del DNA/RNA
- Ripiegamento delle proteine
- Autoassemblaggio
- Auto-organizzazione
- Riconoscimento molecolare
- Flessibilità e cooperatività
3. Principi funzionali dei bionanomateriali
- Dal DNA alle proteine: dogma centrale della biologia molecolare
- Energetica
- Catalisi
- Tag proteici
- Biomateriali
- Traffico attraverso le membrane
- Rilevamento biomolecolare
- Motori e macchine biomolecolari
4. Metodi analitici nella bionanotecnologia
- Esplorazione della morfologia delle biomolecole
- Predizione della struttura proteica
- Composizione e proprietà superficiali dei biomateriali
- Esplorazione delle proprietà fisico-chimiche su scala nanometrica
- Esplorazione delle interazioni biomolecolari su scala nanometrica
5. Biofunzionalizzazione dei nanomateriali
- Modifica della superficie dei nanomateriali
- Strategie di biofunzionalizzazione non covalente
- Biofunzionalizzazione mediante proteine e tag proteici
- Strategie di biofunzionalizzazione covalente
6. La bionanotecnologia incontra la medicina
- Nanovettori farmacologici
- Monitoraggio dei nanomateriali nei sistemi biologici
- Nanomateriali teranostici
- Nanobiomateriali nell'ingegneria tissutale
- Nanotossicità e impatto ambientale
7. Nanotecnologia del DNA
-Sintesi chimica del DNA
-Il DNA come strumento di immobilizzazione.
-Coniugati DNA-nanoparticelle.
-Idrogel di DNA.
-Nanostrutturazione e origami del DNA
-Aptameri di DNA.
8. Biosensori
- Proprietà e classificazione
- Biosensori elettrochimici
- Biosensori ottici
- Biosensori meccanici
- Nanosensori in vivo
9. Progettazione biomolecolare in silico

- Fruk, L., & Kerbs, A. (2021). Bionanotechnology: concepts and applications. Cambridge University Press.
- Goodsell, D. S. (2004). Bionanotechnology: lessons from nature. John Wiley & Sons.
- Pompe, W., Rödel, G., Weiss, H. J., & Mertig, M. (2013). Bio-nanomaterials: designing materials inspired by nature. John Wiley & Sons.

Appunti di lezione e articoli scientifici forniti a lezione.

Esame orale secondo calendarizzazione di dipartimento e della durata approssimativa di 30 minuti. Sarà inoltre possibile presentare una breve (15-20 minuti) relazione orale con l'aiuto di materiale grafico (Powerpoint) su un articolo scientifico (80% del voto finale). A seguire, il docente chiederà qualche domanda inerente alla presentazione (20% del voto finale).

orale

Il/la docente ha il dovere di vigilare affinché siano rispettate le regole di autenticità e originalità delle prove d'esame. Di conseguenza, nei casi in cui vi sia il sospetto di un comportamento irregolare, l'esame può prevedere un ulteriore approfondimento, contestuale alla prova d'esame, che potrà essere realizzato anche in modalità differente rispetto alle modalità sopra riportate.

La valutazione è espressa in trentesimi. La gradazione del voto è determinata da:
• conoscenza degli argomenti richiesti (range 15 punti);
• capacità di articolare in maniera autonoma il discorso (range 5 punti);
• sicurezza nell'esposizione (range 5 punti);
• capacità di approfondimento dell'argomento (range 5 punti).
La lode verrà attribuita in presenza di conoscenza e capacità di comprensione applicata in riferimento al programma, capacità di giudizio e abilità comunicative, eccellenti.

I contenuti del corso saranno presentati durante le lezioni frontali in presenza. Durante le lezioni verranno discussi casi pratici basati su diversi articoli scientifici, con la possibilità per gli studenti di preparare e allenarsi con presentazioni orali introduttive per ogni caso clinico.
Le registrazioni delle lezioni sarano disponibili limitatamente all'anno accademico in corso, dall'inizio delle attività didattiche fino al termine dell'ultima sessione d'esame utile (quarto appello); trascorso tale termine, le registrazioni non sono più accessibili.

Accessibilità, Disabilità e Inclusione
Accomodamenti e Servizi di Supporto per studenti con disabilità o con disturbi specifici dell’apprendimento: Ca’ Foscari applica la Legge Italiana (Legge 17/1999; Legge 170/2010) per i servizi di supporto e di accomodamento disponibili agli studenti con disabilità o con disturbi specifici dell’apprendimento. In caso di disabilità motoria, visiva, dell’udito o altre disabilità (Legge 17/1999) o un disturbo specifico dell’apprendimento (Legge 170/2010) e si necessita di supporto (assistenza in aula, ausili tecnologici per lo svolgimento di esami o esami individualizzati, materiale in formato accessibile, recupero appunti, tutorato specialistico a supporto dello studio, interpreti o altro), si contatti l’ufficio Disabilità e DSA: disabilita@unive.it.

Questo insegnamento tratta argomenti connessi alla macroarea "Capitale umano, salute, educazione" e concorre alla realizzazione dei relativi obiettivi ONU dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile